JPH05138930A - イオンフロー静電記録ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、第２電極の各開口部からのイオン発
生量のばらつきを防止するとともに、第２電極と誘電体
層との接着作業を容易にすることを最も主要な特徴とす
る。 【構成】誘電体層４と第２電極６との間に、高誘電材料
からなる微粒子粉末が均一に分散されて誘電体層４の誘
電率に近い誘電率に設定された接着剤層５を設けたこと
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば静電式の印刷や
複写に使用されるイオンフロー静電記録ヘッドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば静電印刷等の技術分野で
は高電流密度のイオンを発生させ、これを抽出して選択
的に被帯電部材に付与してこの被帯電部材を画像状に帯
電させる静電記録装置が知られている。

【０００３】この静電記録装置に用いられる静電記録ヘ
ッドは誘電体層とその誘電体層の一方の側に固着され、
第１の方向に伸びる複数の第１電極と、誘電体層の他方
の側に固着され、第１電極の伸び方向と交差する方向に
伸びる複数の第２電極とを有し、複数の第１電極と複数
の第２電極とでマトリックスを構成する。

【０００４】このマトリックスの選択された部分に対応
する第１電極と第２電極との間に交互に高電圧を印加す
ることにより、その部分に対向する第２電極の近傍に正
・負のイオンが発生する。ここで発生したイオンを選択
的に抽出して被帯電部材を帯電させることができる。し
たがって、マトリックス構造の電極を選択的に駆動する
ことにより、ドットによる静電記録を行なうことができ
る。

【０００５】ところで、イオンフロー静電記録ヘッドの
動作時には誘電体層の表面で放電現象を生じさせている
ので、イオンフロー静電記録ヘッドの駆動中はこの誘電
体層の表面は高電圧の放電中にさらされることになる。

【０００６】ここで、使用される誘電体層を形成する誘
電物質はイオン発生のために印加される高電圧でも絶縁
破壊しないことが要求される。また、誘電体層はイオン
を効率よく発生させ、絶縁破壊にも耐えられる程度の厚
さが必要になるため、高い誘電率を持つものが適してい
る。

【０００７】さらに、誘電体層に第２電極を接着する接
着剤としては高電圧印加によって発生する熱に耐えるこ
とができる程度の耐熱性、誘電体層と第２電極との熱膨
張率の差によって発生する応力に耐えられる程度の可撓
性、さらにイオンフロー静電記録ヘッドの組立工程時に
作用する引っ張り剪断力に耐えられる程度に強い接着
力、イオン発生による放電に強い耐コロナ放電性等の条
件を備えたものが要求される。

【０００８】そこで、例えば、特開平２−１５３７６０
号公報ではこのイオンフロー静電記録ヘッドの誘電体層
の材料としてシリコーン変性ポリエステルアルキド樹脂
中に酸化チタンの粉末を分散させたものを使用してい
る。

【０００９】また、イオンフロー静電記録ヘッドの第２
電極の材料としてはステンレス鋼が使用され、この第２
電極を誘電体層に固着する接着剤としては粘着剤である
シリコーン系の感圧接着剤が用いられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−１５３７６
０号公報のように第２電極を誘電体層に固着する接着剤
としてシリコーン系の粘着剤を使用した場合には粘着力
のみで第２電極を誘電体層に固着するようになってい
た。この場合、誘電体層の表面と第２電極１本毎の接着
面積は数平方ミリ程度の微小面積であるので、この微小
面積を特開平２−１５３７６０号公報のようにシリコー
ン系の粘着剤の粘着力のみで位置ずれが起こらないよう
に固定するには接着力が不足するおそれがあった。

【００１１】そのため、このシリコーン系の粘着剤を第
２電極を誘電体層に固着する接着剤として使用した場合
にはイオンフロー静電記録ヘッドの組立工程時に作用す
る引っ張り剪断力や、使用中の発熱を受けた際に十分に
耐えることができないので、第１電極と第２電極との間
に位置ずれが発生し、このイオンフロー静電記録ヘッド
を用いて画像を形成する場合に画像品質が低下する問題
があった。

【００１２】そこで、シリコーン系の粘着剤よりも接着
力が大きく、熱的にも強い嫌気性アクリル系接着剤やシ
リコーン系接着剤を用いて第２電極を誘電体層に固着す
ることが行なわれている。

【００１３】しかしながら、第２電極には小孔からなる
開口部が多数形成されているので、これらの開口部以外
の場所に選択的に接着剤を塗布して第２電極を誘電体層
に接着することは困難であった。この場合、第２電極の
開口部内に余分な接着剤が付着している状態では電気特
性がばらつき、第２電極の各開口部からのイオン発生量
がばらつくおそれがある。

【００１４】そのため、第２電極を誘電体層に接着する
接着作業時には接着剤を介して第２電極と誘電体層との
間を貼り合わせた後、第２電極の開口部内に付着してい
る余分な接着剤をアルコールやエーテル、シリコーン溶
解剤等により洗浄して完全に除去する作業が必要にな
る。

【００１５】しかしながら、第２電極に形成されている
微小な大きさの多数の開口部内を洗浄する作業時に第２
電極の開口部内に付着している余分な接着剤をアルコー
ルやエーテル、シリコーン溶解剤等により洗浄して完全
に除去することは困難であったので、第２電極の開口部
内に接着剤の除去むらや除去残りが生じるおそれがあっ
た。さらに、第２電極に形成されている微小な大きさの
多数の開口部内を洗浄する作業は手間がかかるので、そ
の作業時間が長くなる問題があった。

【００１６】この発明は上記事情に着目してなされたも
ので、その目的は、第２電極の各開口部からのイオン発
生量のばらつきを防止することができるとともに、第２
電極に形成されている微小な大きさの多数の開口部内の
洗浄作業を省略して第２電極を誘電体層に接着する接着
作業を容易化することができるイオンフロー静電記録ヘ
ッドを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明は絶縁基板上に
同方向に略直線状に延設され、略平行に並設された複数
の第１電極と、これらの第１電極と交差する方向に延設
され、前記第１電極とともにマトリックスを形成し、こ
のマトリックスに対応する部位に開口部が形成された複
数の第２電極と、この第２電極に対して前記第１電極と
は反対側に配置され、前記マトリックスに対応する部位
に開口部が形成された第３電極と、前記第１電極と第２
電極との間に設けられた誘電体層と、前記第２電極と第
３電極との間に設けられ、前記マトリックスに対応する
部位に開口部が形成された絶縁体層とを備えたイオンフ
ロー静電記録ヘッドにおいて、前記誘電体層と前記第２
電極との間に、高誘電材料からなる微粒子粉末が均一に
分散されて前記誘電体層の誘電率に近い誘電率に設定さ
れた接着剤層を設けたものである。

【００１８】

【作用】上記の構成において、誘電体層と第２電極との
間の接着剤層に高誘電材料からなる微粒子粉末を均一に
分散させ、この接着剤層を誘電体層の誘電率に近い誘電
率に設定することにより、第２電極に形成されている微
小な大きさの多数の開口部内の洗浄作業を省略して第２
電極の開口部内に接着剤の除去むらや除去残りが発生す
ることを防止し、第２電極の各開口部からのイオン発生
量のばらつきを防止するとともに、第２電極を誘電体層
に接着する接着作業を容易化するようにしたものであ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１および
図２を参照して説明する。図１（Ａ），（Ｂ）は静電記
録装置で使用されるイオンフロー静電記録ヘッド１の要
部の概略構成を示すもので、２はイオンフロー静電記録
ヘッド１の絶縁基板である。

【００２０】この絶縁基板２上にはイオン発生用の複数
の第１電極３…が設けられている。これらの複数の第１
電極３…は一方向に向けて略平行に並設されている。ま
た、絶縁基板１上には第１電極３…の並設面側にこれら
の第１電極３…を埋設する状態で誘電体層４が設けられ
ている。

【００２１】また、誘電体層４の表面には接着剤層５を
介して複数の第２電極６…が接着されている。この場
合、複数の第２電極６…は誘電体層４における絶縁基板
２とは反対側の面に第１電極３…と交差する方向に並設
されており、第１電極３…と第２電極６…とによってマ
トリックスが構成されている。そして、第２電極６…に
はこのマトリックスと対応する部位にそれぞれ開口部６
ａ…が形成されている。

【００２２】さらに、誘電体層４と第２電極６…との間
の接着剤層５は高誘電材料からなる微粒子粉末が均一に
分散されて誘電体層４の誘電率に近い誘電率に設定され
たものである。

【００２３】また、誘電体層４の第２電極６…の並設面
側にはこれらの第２電極６…を埋設する状態で絶縁体層
７が設けられている。この絶縁体層７には第２電極６…
の各開口部６ａ…と対応する部位に開口部７ａ…が形成
されている。

【００２４】さらに、絶縁体層７の表面には帯状の第３
電極８が設けられている。この第３電極８には第１電極
３…と第２電極６…とのマトリックスと対応する部位に
開口部８ａ…が形成されている。この第３電極８の開口
部８ａ…は絶縁体層７の開口部７ａ…および第２電極６
…の開口部６ａ…と連通されてイオンフロー静電記録ヘ
ッド１のイオン噴射口９…が形成されている。

【００２５】そして、イオンフロー静電記録ヘッド１の
動作時には印字信号にもとづいて第１電極３…と第２電
極６…との間のマトリックスが適宜選択され、選択され
たマトリックス部分に対応する第１電極３…と第２電極
６…との間に交流電圧が印加される。これにより、選択
されたマトリックス部分に対応する第２電極６…の開口
部６ａ…内の近傍部位に正負イオンが発生する。このと
き、第２電極６…と第３電極８との間にはバイアス電圧
が印加され、その極性によって決まるイオンのみが第２
電極６…の開口部６ａ…内の近傍部位に発生したイオン
から抽出される。そして、抽出されたイオンは絶縁体層
７の開口部７ａおよび第３電極８の開口部８ａ…を通過
し、図示しない誘電体ドラムを局部的に帯電させる。し
たがって、第１電極３…および第２電極６…の選択的駆
動により、誘電体ドラム上にドット潜像を形成すること
ができる。

【００２６】次に、上記イオンフロー静電記録ヘッド１
の製造方法について詳細に説明する。まず、絶縁基板２
は厚さ１００μｍのポリイミドＦＰＣ（フレキシブルプ
ラスチック基板）によって形成されている。この絶縁基
板２上に厚さ９μｍの銅箔を一体に貼り付けた電気基板
を準備し、この電気基板にエッチング加工で銅箔をパタ
ーニングし、絶縁基板２上に一方向に延びる複数の第１
電極３…を回路形成させる。

【００２７】さらに、絶縁基板２および第１電極３…上
に誘電体層４を形成する。この誘電体層４の形成時には
酸化チタンをフィラーとし、シリコーン変性ポリエステ
ルアルキド樹脂をバインダーとした誘電体ペーストを作
成する。そして、この誘電体ペーストを第１電極３…の
パターン間の絶縁基板２上および第１電極３…上にスク
リーン印刷等の手段によって印刷して塗布する。続い
て、スクリーン印刷された誘電体ペーストを１００℃で
１時間加熱し、誘電体ペースト中に含有する溶剤を揮
発、除去して乾燥させたのち、さらに１５０℃で５時間
加熱硬化させることにより、図２（Ａ）に示すように例
えば厚さ３３μｍ程度の誘電体層４が形成される。

【００２８】次に、誘電体層４の上にこの誘電体層４の
誘電率に近い誘電率に設定された接着剤層５が形成され
る。この接着剤層５の成形時にはシリコーンワニス接着
剤、例えば『ＳＲ２４０６』（東レ・ダウコーニング社
商品名）に平均粒径が１７ｎｍで、カップリング処理を
施してある酸化チタン超微粒子粉末、例えば『出光チタ
ニアＩＴ−ＯＡ』（出光興産社商品名）を３％重量加
え、密閉容器ボールミルによって撹拌混合して均一に分
散させるとともに、トルエンによって２倍に希釈された
接着剤が用意される。

【００２９】そして、この調整済みの接着剤がディッピ
ング法によって図２（Ｂ）に示すように膜厚が４μｍ程
度になるように絶縁基板２および誘電体層４の表面に塗
布されて接着剤層５が形成される。この後、１００℃で
１時間加熱乾燥させて接着剤層５の接着剤中に含有する
トルエンが揮発、除去される。

【００３０】さらに、第２電極６…は予め例えば厚さ３
０μｍ程度のステンレス箔をフォトエッチング等で複数
の第２電極６…および各第２電極６の開口部６ａがそれ
ぞれパターニングされた電極板によって形成されてい
る。この第２電極６…の電極板は第２電極６…の各開口
部６ａ…を複数の第１電極３…に位置合わせた状態で接
着剤層５に圧接され、この接着剤層５を介して誘電体層
４上に接着される。この後、接着剤層５が１５０℃で３
時間加熱硬化されて図２（Ｃ）に示すように誘電体層４
上に第２電極６…が接着された積層体が形成される。

【００３１】続いて、この第２電極６…およびこの第２
電極６…の各開口部６ａ…内の誘電体層４の上に絶縁体
層７を形成する例えば厚さ１００μｍ程度の感光性絶縁
フィルム（ソルダーレジスト）を真空ラミネートする。
さらに、この感光性絶縁フィルムに露光・現像等のフォ
トエッチング処理を施して複数の第２電極６…の開口部
６ａ…と対応した開口部７ａを形成する。

【００３２】また、このように形成された絶縁体層７の
上に例えば厚さ３０μｍ程度のステンレス箔に第２電極
６…の開口部６ａ…と対応した開口部８ａ…が形成され
た第３電極８が接合される。この場合、第３電極８は絶
縁体層７との接合面側における開口部８ａ…を除く部分
に粘着剤が塗布され、加熱硬化される。そして、この第
３電極８はその開口部８ａ…を第２電極６…の開口部６
ａ…と対応させた状態で位置決めして重ね合わされるこ
とにより、イオンフロ−静電記録ヘッド１が製造され
る。

【００３３】そこで、上記構成のものにあっては誘電体
層４と第２電極６との間の接着剤層５に高誘電材料から
なる微粒子粉末を均一に分散させ、この接着剤層５を誘
電体層４の誘電率に近い誘電率に設定したので、第２電
極６の多数の開口部６ａ…内に残る接着剤層５によって
第２電極６の電気特性がばらつき、第２電極６の各開口
部６ａからのイオン発生量がばらつくことを防止するこ
とができる。

【００３４】そのため、従来のように誘電体層４に第２
電極６を接着した後、第２電極６に形成されている微小
な大きさの多数の開口部６ａ…内に残る接着剤層５を洗
浄して除去する作業を省略することができるので、第２
電極６の開口部６ａ内に接着剤の除去むらや除去残りが
発生することを防止することができ、第２電極６の各開
口部６ａからのイオン発生量のばらつきを防止すること
ができるとともに、第２電極６を誘電体層４に接着する
接着作業を容易化することができる。

【００３５】さらに、従来に比べて第２電極６…の各開
口部６ａからのイオン発生量を均一化して安定にイオン
を発生させることができるので、イオンフロー静電記録
ヘッド１を用いて画像を形成する場合に画像にむらがな
く、安定した均質の画像を得ることができる。

【００３６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施例では第２電極６…を誘
電体層４の上に接着する接着剤として加熱硬化型の縮重
合型のシリコーンワニス接着剤を使用したものを示した
が、加熱による各構成部材の損傷を防止するには室温硬
化型の接着剤を使用してもよい。ただし、室温硬化型の
接着剤を使用する場合には低湿度、常温下の乾燥室内で
素早く作業を行なう必要がある。

【００３７】また、上記実施例ではトルエンによって２
倍に希釈された調整済みの接着剤をディッピング法によ
って絶縁基板２および誘電体層４の表面に塗布されて接
着剤層５が形成されたものを示したが、希釈溶剤は接着
剤が均一に溶解するものなら何でもよく、接着剤の塗布
方法もディッピング法以外のスプレー塗布など、絶縁基
板２および誘電体層４の表面に接着剤の膜厚が均一に塗
布できる方法であればよい。

【００３８】さらに、接着剤層５中に分散される高誘電
材料からなる微粒子粉末の酸化チタン粉末としては平均
粒径が１００ｎｍ前後のものでもよい。ただし、この場
合には絶縁基板２および誘電体層４の表面に接着剤層５
を均一に塗布することが難しくなるので、希釈溶剤を低
沸点化したり、接着剤の塗布方法を工夫する必要があ
る。

【００３９】また、上記実施例では絶縁体層７に第３電
極８を接合する手段として粘着剤を使用したものを示し
たが、両面テープで貼り合わせる他、第３電極８を片面
テープで絶縁体層７に押さえ付ける構成にしてもよい。

【００４０】また、誘電体層４の上にこの誘電体層４の
誘電率に近い誘電率に設定された接着剤層５を形成する
手段として次のようにしてもよい。まず、シリコーンワ
ニス接着剤、例えば『ＳＲ２４０６』（東レ・ダウコー
ニング社商品名）を２倍に希釈する量のトルエンに、平
均粒径が１７ｎｍ程度の酸化チタン超微粒子粉末、例え
ば『出光チタニアＩＴ−Ｓ』（出光興産社商品名）を５
％重量と、表面改質剤、例えば『Ｚｅｏｆｉｎｅ ＡＴ
−０３』（日本ゼオン社商品名）を『出光チタニアＩＴ
−Ｓ』に対して２０％重量とを加え、密閉容器ボールミ
ルによって撹拌混合してトルエン中に均一に分散させ
る。

【００４１】さらに、これにシリコーンワニス接着剤、
例えば『ＳＲ２４０６』（東レ・ダウコーニング社商品
名）を加え、密閉容器中で混合して均一に分散させる。
そして、この調整済みの接着剤を前記実施例と同様の手
段によって絶縁基板２および誘電体層４の表面に塗布さ
せて接着剤層５が形成される。

【００４２】この実施例では酸化チタン超微粒子粉末の
粒子表面が表面改質剤で表面処理されているので、前記
実施例に比べて酸化チタン超微粒子粉末の粒子をより均
一に接着剤中に分散させることができる。そのため、接
着剤層５内の酸化チタン超微粒子粉末の含有量を上げる
ことができるので、接着剤層５の誘電率を一層高めるこ
とができ、第２電極６…の各開口部６ａ…内でイオンを
発生し易くして均一な放電を実現し、イオンフロー静電
記録ヘッド１を用いて画像を形成する場合に画像にむら
がなく、安定した均質の画像を得ることができる。

【００４３】なお、上記実施例では酸化チタン超微粒子
粉末の表面改質剤として『Ｚｅｏｆｉｎｅ ＡＴ−０
３』（日本ゼオン社商品名）を使用したが、分散剤、或
いは沈殿防止剤と呼ばれるもので、希釈用溶剤と接着剤
とに十分に溶解し、希釈された接着剤中に酸化チタン超
微粒子粉末を均一に分散させるものであればよい。

【００４４】また、接着剤層５中に分散される高誘電材
料からなる微粒子粉末としては例えばチタン酸バリウ
ム、ＰＺＴ、ジルコン酸鉛等の高誘電セラミックであっ
てもよい。さらに、その他この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形実施できることは勿論である。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば誘電体層と第２電極との
間に、高誘電材料からなる微粒子粉末が均一に分散され
て誘電体層の誘電率に近い誘電率に設定された接着剤層
を設けたので、第２電極の各開口部内の接着剤の除去作
業を省略することができる。そのため、第２電極の各開
口部からのイオン発生量のばらつきを防止することがで
きるとともに、第２電極に形成されている微小な大きさ
の多数の開口部内の洗浄作業を省略して第２電極を誘電
体層に接着する接着作業を容易化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例を示すもので、（Ａ）は
イオンフロー静電記録ヘッドの概略構成を示す要部の縦
断面図、（Ｂ）はイオンフロー静電記録ヘッドの断面斜
視図。

【図２】 イオンフロー静電記録ヘッドの製造作業を説
明するもので、（Ａ）は誘電体層の形成状態を示す要部
の縦断面図、（Ｂ）は誘電体層上に接着剤層を設けた状
態を示す要部の縦断面図、（Ｃ）は第２電極を誘電体層
に接着させた状態を示す要部の縦断面図。

【符号の説明】

２…絶縁基板，３…第１電極，４…誘電体層，５…接着
剤層，６…第２電極，６ａ，７ａ，８ａ…開口部，７…
絶縁体層，８…第３電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に同方向に略直線状に延設さ
   れ、略平行に並設された複数の第１電極と、これらの第
   １電極と交差する方向に延設され、前記第１電極ととも
   にマトリックスを形成し、このマトリックスに対応する
   部位に開口部が形成された複数の第２電極と、この第２
   電極に対して前記第１電極とは反対側に配置され、前記
   マトリックスに対応する部位に開口部が形成された第３
   電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられた誘
   電体層と、前記第２電極と第３電極との間に設けられ、
   前記マトリックスに対応する部位に開口部が形成された
   絶縁体層とを備えたイオンフロー静電記録ヘッドにおい
   て、前記誘電体層と前記第２電極との間に、高誘電材料
   からなる微粒子粉末が均一に分散されて前記誘電体層の
   誘電率に近い誘電率に設定された接着剤層を設けたこと
   を特徴とするイオンフロー静電記録ヘッド。